蔗糖改性三聚氰胺-甲醛浸渍树脂饰面三层杨木地板的研究

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随着复合地板市场不断壮大,实木地板产业内竞争日益激烈。考虑到实木地板高档基材原料难采购、价格贵、产品市场竞争力低等问题,本研究采用参考复合地板表层饰面工艺,在保证外观、性能与三层实木地板相同的条件下,以改变三层实木地板表板的构成方式,从而达到简化生产工艺、降低表板成本的目的。基于此思想,本研究采用杨木作为表板合成三层杨木地板,利用浸渍薄木作为装饰层。并对由此引出的耐磨层用耐磨纸成本高、喷漆工艺较为复杂,且浸渍所需MF树脂具有众多不良特性等问题,首先采用蔗糖对三聚氰胺-甲醛(MF)浸渍树脂进行改性研究,通过对该树脂各种影响因素的考察,优化出最佳改性MF浸渍树脂的配方;再通过L9(34)正交试验法确定蔗糖-三聚氰胺-甲醛(SMF)浸渍树脂浸渍薄木饰面三层杨木地板所需的饰面热压工艺;最后在SMF树脂基础上添加无机纳米材料制备“湿法耐磨涂层”取代传统耐磨纸,优化出最佳配方,最终制备出外观、性能与三层实木地板相同的SMF浸渍树脂浸渍薄木饰面的三层杨木地板。具体研究结果如下:(1)SMF浸渍树脂性能主要受甲醛与三聚氰胺摩尔比(F/M)、改性剂蔗糖添加量、反应介质pH值影响,当甲醛与三聚氰胺摩尔比(F/M)为1.8、改性剂蔗糖添加量(占三聚氰胺质量)为20%、反应介质pH值为8.0时,SMF浸渍树脂贮存天数可达17 d,照未改性时增加14 d,且游离甲醛含量低于国家标准的0.5%。(2)SMF浸渍树脂仪器分析:(1)改性剂蔗糖的加入可以将MF浸渍树脂与薄木的初始接触角从80.5°降低至65.5°,增强了树脂的润湿性。(2)FT-IR谱图发现:SMF树脂结构在1056 cm-1处有明显醚键的C—O键伸缩振动特征峰,可能是改性剂蔗糖与羟甲基化的三聚氰胺发生了聚合反应,其缩聚物由—CH2—键与醚键连接。(3)TG-DTG分析结果表明:改性剂蔗糖的加入虽然降低了三聚氰胺三嗪环在400°C下的分解失重速率,但各阶段分解温度却均低于MF树脂,由此得出蔗糖的加入可能降低了MF树脂的热稳定性。(3)改性剂蔗糖的加入对MF树脂具有增韧作用。随着蔗糖从0加至80%,浸渍薄木的顺纹拉伸强度从19.8 MPa最终上升至38.6 MPa。并通过L9(34)正交试验得出最佳热压工艺为:热压温度为180°C、热压压力为1.2 MPa、热压时间为60 s。(4)“湿法耐磨涂层”树脂最佳的工艺条件为:采用粒径为80 nm的纳米Al2O3LLAL-01,在添加量为25 g/m2,超声震荡40 min,反应温度为60°C的工艺下制备纳米Al2O3LLAL-01-SMF树脂,以此工艺制备的浸渍薄木饰面三层杨木地板表面耐磨磨耗值为0.046 g/100 r,远小于国家标准耐磨磨耗值0.080 g/100 r。(5)对“湿法耐磨涂层”进行仪器分析发现:FT-IR谱图表征发现“湿法耐磨涂层”中用纳米Al2O3 LLAL-01可能会使SMF树脂分子结构中C—O键减少,从而使分子间可形成一种紧密的结合,进一步增强了树脂间结构。SEM分析发现:具有“湿法耐磨涂层”的饰面地板表面更为光滑,树脂将薄木孔隙填充得更加完整,本研究制备的“湿法耐磨涂层”具有增强地板表面耐磨性的功能。
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